CN101769669A - 可重复利用的增压过热蒸汽干燥方法及装置 - Google Patents
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Abstract
可重复利用的增压过热蒸汽干燥是由多级干燥系统组成：第一级干燥是增压过热蒸汽干燥，系统内循环的气体为过热蒸汽，湿物料在其中被过热蒸汽加热脱水后排出干燥系统，其中的水分所产生的蒸汽在系统内循环，经过换热器加热后，提供热量对湿物料进行干燥。超出系统循环所需的过热蒸汽则由第一级干燥排出至下一级干燥，作为下一级干燥的热源。第二级及以后各级干燥(除了最后一级干燥)则为带内加热装置的增压间接过热蒸汽干燥机，它利用来自上一级干燥的过热蒸汽与湿物料进行间接干燥。湿物料在其中被过热蒸汽加热脱水后排出干燥系统，而来自上一级干燥的过热蒸汽则冷凝为冷凝水后排出干燥系统。
Description
所属技术领域
本发明涉及通过对第一级增压过热蒸汽干燥所产生的蒸汽在第二级及以后各级干燥机中重复利用，而开发的高效节能的新型干燥工艺。
背景技术
过热蒸汽干燥是一种新型的环保节能干燥技术。在过热蒸汽干燥中，被干燥的物料和过热蒸汽直接接触。它具有节能，减排，防止爆炸和着火，干燥的产品质量好等优点。
在过热蒸汽干燥工艺中，系统内所循环的气体为过热蒸汽，湿物料在其中被过热蒸汽加热脱水而变为蒸汽，所产生的蒸汽在系统内循环，经过换热器加热后，提供热量对湿物料进行干燥。超出系统循环所需的过热蒸汽则由风机排出干燥系统。排出干燥系统的过热蒸汽通常用于加热热水或处理达到环保标准后排空。
由于干燥系统内所循环的气体为过热蒸汽，因此没有任何爆炸和着火的危险。并且所排放的尾气基本上是过热蒸汽，没有常规的热风干燥中的空气成分，因此，该工艺也比常规的热风干燥节能，尾气排放量也大大降低。因此，过热蒸汽环式干燥机在美国和加拿大的燃料酒精行业得到了广泛的应用(见参考文献1)。
过热蒸汽干燥的研究和推广应用始于欧洲。由于其显著的节能和环保特点，目前在北美和澳洲也开始引起关注和应用(见参考文献2)。
世界上过热蒸汽干燥主要应用于化工，食品，木材加工和造纸行业。从2005年起，一些中国大学，研究机构和干燥方面的公司也进行初步实验研究，探索其应用领域。
目前所有的过热蒸汽干燥均为常压过热蒸汽干燥，干燥系统在运行时，部分处于负压，空气容易进入干燥系统内部，因此从过热蒸汽干燥系统中排出的蒸汽空气等不凝气体比例较高，可达5％-12％，限制其重复利用的可能性，特别是在干燥过程中的再次使用。
发明内容
可重复利用的增压过热蒸汽干燥工艺，是本申请人开发出的更为高效节能的一种新型干燥技术。该工艺由多级干燥系统组成：第一级干燥是增压过热蒸汽干燥，系统内循环的气体为过热蒸汽，湿物料在其中被过热蒸汽加热脱水后排出干燥系统，其中的水分所产生的蒸汽在系统内循环，经过换热器加热后，提供热量对湿物料进行干燥。超出系统循环所需的过热蒸汽则由第一级过热蒸汽干燥进入第二级干燥。第二级及以后各级干燥则为带内加热装置的增压间接过热蒸汽干燥机，它利用来自上干燥所产生的过热蒸汽与湿物料进行间接干燥。湿物料在其中被来自上一级干燥所产生的过热蒸汽加热脱水后排出干燥系统，而过热蒸汽则冷凝为冷凝水后排出干燥系统。湿物料的水分所产生的蒸汽在系统内循环，超出系统循环所需的过热蒸汽则进入下一级干燥。在最后一级干燥中，超出系统循环所需的过热蒸汽则由风机排出干燥系统。
由于各级干燥是增压过热蒸汽干燥，其产生的过热蒸汽纯度较高，压力温度也较高，可以实现多次重复利用。
可重复利用的增压过热蒸汽干燥工艺广泛适用于各种颗粒，粉状物料的干燥。通过返料，造粒等工序进行预处理后，也可以适用于膏状物料的干燥。在化工，食品，制药，矿产，市政等领域有广阔的应用前景，特别是在煤炭(包括褐煤)，市政和工业污泥，各类工业废弃物的处理具有显著的环保和经济效益。该工艺具有以下优点：
·具有常规的过热蒸汽干燥的一切优点。
·向第一级干燥所提供的热量能够被重复使用，达到节能目的。第一级干燥所产生的过热蒸汽作为第二级及以后各级干燥所需的热源，被多次重复利用，从而具有更高的能源利用效率。
·除了最后一级干燥所产生的过热蒸汽以蒸汽方式排出干燥系统外，其余各级干燥中提供热量的过热被冷凝为冷凝水，易于进行处理排放。
附图说明
图1是本发明可重复利用的增压过热蒸汽干燥方法及装置的示意图1，第一级干燥加料；2，第一级干燥机；3，第一级干燥旋风除尘器；4，燃烧炉；5，换热器；6，第一级干燥出料；7，第一级干燥旋风出料；8，第一级干燥循环风机；9，第二级干燥循环风机；10，第二级干燥旋风除尘器；11，第二级干燥机；12，第二级干燥机加料；13，第二级干燥冷凝水出口；14，第二级干燥机出料；15，第二级干燥旋风出料；16，第三级干燥尾气出口；17，第三级干燥循环风机；18，第三级干燥旋风除尘器；19，第三级干燥机；20，第三级干燥加料；21，第三级干燥冷凝水出口；22，第三级干燥出料；23，第三级干燥旋风出料；24，烟气出口
具体实施方式
下面以三级干燥为例进行说明。
第一级干燥为湿物料与过热蒸汽直接接触的增压过热蒸汽干燥。
如图1所示，湿物料由第一级干燥加料1加入第一级干燥机2中，被高温过热蒸汽加热脱水。干燥后的物料由第一级干燥出料6排出干燥系统。湿物料中的水分蒸发所产生的蒸汽在第一级干燥系统内循环，经过第一级干燥旋风除尘器3，所带出细颗粒物料被分离后由第一级干燥旋风出料7排出干燥系统。除尘后的气体经过第一级干燥循环风机8，进入换热器5被来自燃烧炉4的高温烟气所加热。加热后的高温过热蒸汽再进入第一级干燥系统进行循环。
超出系统循环所需的过热蒸汽则排出第一级过热蒸汽干燥至第二级干燥。
第二级及以后的各级干燥为湿物料与过热蒸汽非直接接触的增压过热蒸汽干燥，其中最后一级干燥可以是增压的，也可以是常压的。
在第二级干燥系统中，湿物料由第二级干燥加料12加入第二级干燥机11中，被来自一级过热蒸汽干燥系统的过热蒸汽加热脱水。干燥后的物料由第二级干燥出料14排出干燥系统。湿物料中的水分蒸发所产生的过热蒸汽，经过第二级干燥旋风除尘器10，所带出细颗粒物料被分离后由第二级干燥旋风出料15排出干燥系统。除尘后的蒸汽经过第二级干燥循环风机9后在第二级干燥内循环。
超出系统循环所需的过热蒸汽则排出第二级干燥至第三级干燥。
在第三级干燥系统中，湿物料由第三级干燥加料20加入第三级干燥机19中，被来自第二级干燥系统的过热蒸汽加热脱水。干燥后的物料由第三级干燥出料22排出干燥系统。湿物料中的水分蒸发所产生的过热蒸汽，经过第三级干燥旋风除尘器18，所带出细颗粒物料被分离后由第三级干燥旋风出料23排出干燥系统。除尘后的蒸汽经过第三级干燥循环风机17后在第三级干燥内循环。
在第三级干燥中系统循环所需气体可以单独由第三级干燥内所产生的蒸汽提供，或者由燃烧炉4所产生的烟气提供。超出系统循环所需的气体则由第三级干燥尾气16排出，燃烧炉4所产生的多余的烟气由烟气出口24排出。
通过去除示意图中的第二级干燥(方块中的所有工艺设备)，即9.第二级干燥循环风机，10.第二级干燥旋风除尘器，11.第二级干燥机，12.第二级干燥加料，13.第二级干燥冷凝水出口，14.第二级干燥出料，15.第二级干燥旋风除尘出料，则整个干燥系统成为由第一级和第三级干燥系统所组成的两级干燥。
通过增加一套或两套示意图中的第二级干燥(方块中的所有工艺设备)，即9.第二级干燥循环风机，10.第二级干燥旋风除尘器，11.第二级干燥机，12.第二级干燥加料，13.第二级干燥冷凝水出口，14.第二级干燥出料，15.第二级干燥旋风除尘出料，则整个干燥系统成为四级或五级干燥。所增加的第四级或/和第五级干燥必须介于第一级和第三级干燥系统之间。
Claims (7)
1.可重复利用的增压过热蒸汽干燥方法及装置其特征在于：由多级干燥系统串联组合而成，第一级干燥为增压过热蒸汽干燥，加入第一级干燥系统中物料由系统内所循环的过热蒸汽加热，水分被蒸发。蒸发所形成的过热蒸汽在系统内循环，经过换热器再加热后，与湿物料直接接触，湿物料从而被干燥。超出系统循环所需的过热蒸汽则进入第二级干燥。第二级及以后各级干燥(除了最后一级干燥外)则为带内加热装置的增压间接过热蒸汽干燥机，所加入的湿物料与来自第一级干燥的过热蒸汽相互之间不接触。在第二级干燥中湿物料中的水分被来自第一级干燥的过热蒸汽加热蒸发，所产生的过热蒸汽在系统内循环，超出系统循环所需的过热蒸汽则进入下一级干燥。来自第一级干燥的过热蒸汽则被冷凝成冷凝水，排出干燥系统。在以后各级干燥中，重复第二级干燥过程。最后一级干燥可以为增压间接过热蒸汽干燥机，也可以为常压间接过热蒸汽干燥机。在最后一级干燥中，尾气排出干燥系统。
2.如权利要求书1所说，该干燥工艺的特征在于，干燥系统是由多级干燥所组成。干燥系统的级数在2到5级之间。
3.如权利要求书1所说，该干燥工艺的特征在于，第二级及以后各级干燥的热源是由上一级干燥所产生的过热蒸汽所提供的。
4.如权利要求书1所说，该干燥工艺的特征在于，第一级干燥为物料与加热介质是直接接触的增压过热蒸汽干燥；第二级及以后各级干燥(除了最后一级干燥外)为物料与加热介质是不直接接触的增压间接加热干燥。最后一级干燥可以是增压间接过热蒸汽干燥，也可以是常规的间接过热蒸汽干燥。
5.如权利要求书1所说，该干燥工艺的特征在于，多级干燥的物料可以为相同物料，也可以是不同物料。并且多级干燥的物料与加热流体可以并联，也可以是串联，由物料性质和干燥要求确定。
6.如权利要求书1所说，该干燥工艺的特征在于，第一级干燥机是流化床干燥机，转筒干燥机，气流干燥机，喷雾干燥机，环式干燥机，旋转闪蒸干燥机中的任一种。第二级及以后各级干燥则为带内加热装置的压力间接过热蒸汽干燥机，可以是内加热流化床干燥机或者蒸汽管加热转筒干燥机。
7.如权利要求书1所说，该干燥工艺的特征在于，各级干燥机(除了最后一级干燥外)的系统循环压力(绝对压力)在1bar到15bar之间。
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